Kärnbränslet kan nyttjas bättre
Det här är en debattartikel. Åsikterna i texten är skribentens egna.
Den enda naturliga isotop som är klyvbar och som kan användas till energiframställning är uran-235. Det utgör numera 0,7 procent av naturligt uran, som huvudsakligen består av uran-238. Halveringstiden för uran-235 är drygt 700 miljoner år, för uran-238 cirka 4,5 miljarder år, och skillnaden leder till att halten uran-235 minskar med tiden. För 1,7 miljarder år sedan, när lättvattenreaktorerna i Oklo (Gabon i Centralafrika) startade , innehöll naturligt uran omkring 3 procent uran-235, vilket är just den koncentration som behövs för att vattnet skall kunna starta en kärnreaktion med uranet som bränsle. Anrikning av uran-235 till 3-5 procent sker genom gascentrifugering eller gasdiffusion av uranhexafluorid, vilket i båda fallen är en omständig process som måste utföras i många steg.
Två syntetiskt framställda isotoper, uran-233 och plutonium-239, är också klyvbara och kan användas som bränsle vid energiframställning. Genom absorption av en neutron bildas uran-239 av uran-238, men denna isotop är mycket instabil och omvandlas snabbt genom beta-strålning först till neptunium-239, därefter genom förnyad beta-strålning till plutonium-239. Uran-233 bildas på liknande sätt ur torium-232 genom absorption av en neutron följd av två beta-emissioner. Indien har valt att basera sitt kärnkraftsprogram på uran-233 på grund av landets stora tillgångar på torium - tillgången på torium beräknas generellt vara tre gånger så stor som tillgången på uran - men hanteringen är farlig på grund av bildandet och närvaron av isotopen uran-232, som tillsammans med sina dottersubstanser är en kraftig gamma-strålare, vilket betyder att man måste arbeta med fjärrstyrd utrustning. Båda dessa isotoper separeras med kemiska metoder till skillnad från uran-235.
Alla de tre nämnda isotoperna kan användas till kärnvapen, men då krävs mycket höga koncentrationer av ämnena, mer än 90 procent. Plutonium-239 är den isotop som används mest.
Det är från USA idén kommer att bara använda det uran-235 som anrikats till kärnkraftsproduktion och betrakta restprodukterna som avfall, och detta kan man naturligtvis göra så länge urantillgången är god. Sverige och Finland är nationer som har följt USA:s exempel, och i USA anger man som skäl för detta förfarande risken för att restprodukternas plutonium-239 kan komma i orätta händer och leda till illegal produktion av kärnvapen. Det kan diskuteras hur man bäst undviker detta.
För mitt sätt att se på saken är restprodukterna en värdefull tillgång för fortsatt energiproduktion-- så kallad återanvändning - och bör därför förvaras så att de blir tillgängliga för kommande generationer, som förhoppningsvis har en mer balanserad syn på kärnkraften än en del nu levande människor har. Ännu bättre är emellertid att utnyttja kärnbränslet fullt ut i breedreaktorer - fjärde generationens reaktorer. Restprodukterna kommer då att innehålla endast lätta ämnen, vilkas radioaktivitet har kort livslängd, och inte plutonium eller andra tunga och långlivade ämnen som kan användas för tillverkning av kärnvapen.
fotnot:
I Oklo, en urangruva i Gabon i före detta franska Ekvatorialafrika, upptäckte franska geologer år 1972 naturliga reaktorer, som uppstått genom att inströmmande vatten satt i gång en kedjereaktion. Det är precis samma process som i svenska lättvattenreaktorer.
I Oklo har man funnit 16 härdar, dessutom en i Okélobondo i anslutning till samma uranfyndighet och en i Bangombé 35 kilometer söder om Oklo. Härdarna har varit i gång i hundratusentals, kanske en miljon år med start för 1,7 miljarder år sedan, och därvid har sex ton uran-235 förbrukats och ungefär lika mycket avfall uppstått, innehållande bland annat plutonium, strontium, cesium och krypton, alltså samma ämnen som i använt kärnbränsle. Plutonium, den långlivade produkten med en halveringstid om cirka 24000 år, har bundits vid mineralkorn i berget och inte förflyttat sig längre från härden där det bildades än drygt 3 meter (10 fot). Beträffande de kortlivade produkterna med halveringstider på 30 år eller mindre har strontium har förflyttat sig något längre och vissa utsläpp har skett av cesium och krypton.